Биодизель: производство, применение, виды

Содержание

Биодизель: производство, применение, виды

Как производят биодизельное топливо

Чем биодизельное топливо отличается от дизеля

Основные виды биодизельного горючего

Сферы применения биодизеля

Заправка авто биодизелем: достоинства и недостатки

Подведем итоги

Биодизель: производство, применение, виды

Биодизель производят из растительных и животных продуктов. В России пока нет госстандартов и программ производства биологического дизтоплива, хотя в СССР сельхозтехнику заправляли топливом из рапсового масла. 

В ряде стран биодизельное топливо используют как альтернативу нефтепродуктам. В Канаде, Америке, Бразилии и других государствах биодизелем разбавляют обычное дизельное топливо (ДТ), чтобы удешевить последнее.

Как производят биодизельное топливо

Производство биодизеля состоит из нескольких этапов:

1. Масло очищают от механических примесей.

2. Добавляют метиловый спирт (щелочной катализатор).

3. Жидкость нагревают до 50 градусов, отстаивают, охлаждают.

4. Смесь расслаивается на легкую (метиловый эфир или экодизель с цетановым числом от 56 до 85) и тяжелую (глицериновая фаза) фракции.

Побочный продукт в виде глицериновой фазы отправляют на дистилляцию метанола, чтобы таким образом снизить щелочность. Полученный глицерин используют для производства моющих средств, фосфорных удобрений. Его также применяют в фармацевтике, лакокрасочной промышленности. 

Метиловый эфир до того, как стать биодизелем, поступает на промывку. Здесь удаляют продукты омыления, чтобы полученное горючее не засоряло фильтры машины и не привело к отложению смол в камере сгорания. 

Биотопливо производят как в промышленных масштабах, так и с помощью мобильных установок. Благодаря такому оборудованию получают около 200 т горючего в месяц. 

Цена топлива из растений выше, чем на классический дизель. Поэтому активное производство биодизеля налажено только в странах, которые делают ставки на долговременные инвестиции. Там поддерживают развитие отрасли, уделяют внимание биодизелю на всех уровнях. 

Экодизель не единственный вид альтернативного топлива. Основные конкуренты нефтепродуктов такие: водородное, этанол. 

Чем биодизельное топливо отличается от дизеля

Для использования биодизеля не нужно менять конструкцию обычного мотора. Топливо заливают в чистом виде или вместе с дизтопливом (разбавляют от 5 до 35% с биодизелем). Мощность двигателя на экологическом горючем ниже, а расход — выше на 5–8%. 

По сравнению с минеральным ДТ, биодизель:

• при сгорании не оставляет токсичных отходов в виде свинца, серы;

• снижает выделение углекислого газа;

• уменьшает количество копоти вдвое;

• обеспечивает смазывание узлов;

• не пахнет неприятно;

• не вредит экологии (если пролить на землю, спустя 3–4 недели о биодизеле ничего не будет напоминать — жидкость переработают микроорганизмы);

• повышает ресурс мотора за счет смазывающих свойств, повышенного цетанового числа.

Помимо выигрышных сторон, есть параметры биодизельного топлива, по которым оно проигрывает солярке:

• выше агрессивность к резиновым деталям, лакокрасочному покрытию кузова (если залили капот биодизелем, следует сразу смыть жидкость);

• пользование биодизелем в холода оставляет кристаллические восковые отложения на форсунках, жиклерах вплоть до закупорки;

• зимой езда на биодизеле менее эффективная.

Помимо перечисленного, известны случаи поломки топливных фильтров, насосов высокого давления в машинах на биодизеле. Из-за этого производителям дизельных моторов приходится менять конструкцию для адаптации под применение биодизельного топлива. 

Основные виды биодизельного горючего

Разделение топлива на виды основано на выборе сырья. Для производства биодизеля используют эфирные растительные масла, вытяжку из водорослей, животные жиры, отработку подсолнечного масла. С учетом сырья топливо приобретает те или иные характеристики.

Производство биодизеля возможно из масел сельскохозяйственных культур, жиросодержащих отходов, липидов микроводорослей.

Целесообразность изготовления топлива из сельскохозяйственных культур можно оценить по таблице. В ней указано, сколько выйдет получить масла с 1 гектара земли. 

Наиболее популярные виды сырья для топлива:

1. Рапсовое масло. Содержит йод (менее 120 единиц). Культура дает высокий урожай. Масло — стойкое к окислению.

2. Подсолнечное масло. Чуть меньше урожая, чем у рапса. Содержит более 120 единиц йода, что нарушает европейский стандарт EN 14214. Из-за этого его смешивают в биодизеле с другим сырьем.

3. Животные жиры. Содержат много полимеров. Выбор в пользу такого сырья обусловлен низкими ценами. 

4. Соевое масло. Наиболее часто применяют в Аргентине, Америке. Содержит йода больше европейской нормы, но сертифицируется по другому стандарту — ASTM D-6751-02 (США) без упомянутых ограничений. Поэтому там без проблем можно ездить на этом биодизеле. 

5. Пальмовое масло. Распространено в Малайзии. Учитывая, что пальмовое масло становится вязким при +11 градусах, к биодизелю в теплом климате нужно добавлять другое сырье. 

Наиболее перспективные сельскохозяйственные культуры для изготовления биодизеля — водоросли. Другие семена до конца не исследованы. Есть опыт применения хлопкового масла в Греции, ореховых масел в Никарагуа. 

В течение 20 лет с 1978 года сотрудники Министерства энергетики США исследовали выращивание водорослей, в которых много масла. По результатам выявили, что Нью-Мексико, Гавайи, Калифорния подходят для выращивания этих растений, которые можно использовать в биодизеле, в промышленных масштабах. 

В открытых прудах площадью в 1000 м2 анализировали урожайность на протяжении шести лет. Показатель составил около 50 г с 1 м2 за сутки. С 200 тысяч гектар можно собрать и направить на производство биодизеля столько водорослей, сколько потребуется для обеспечения 5% американских машин в год. 

Площадь в 200 тысяч гектар — меньше 0,1% американских земель, где можно выращивать масличные водоросли. 

Причина, по которой их не выращивают в больших объемах, чтобы потом использовать в биодизеле, простая: растениям нужна высокая температура круглосуточно. А в открытых прудах проблематично регулировать ее перепады ночью.

Другое дело — выращивание в биореакторах, которые располагают недалеко от электростанции. Тепло, которое сбрасывает промышленное предприятие, покрывает более 70% потребностей растений. 

Растительные масла служат стабильным сырьем для производства биодизеля. Свойства у разных видов топлива отличаются. В таблице — температуры замерзания и цетановое число различных масел.

Одним из распространенных видов топлива считают метиловый эфир рапсового масла (МЭРМ). Биодизелем данного вида пользуются немногие страны: Германия, Швеция, Франция и некоторые другие. МЭРМ добавляют к минеральному ДТ в пропорции 30:70 без регулировки мотора. Западноевропейские страны в обязательном порядке добавляют в дизельное топливо 5% МЭРМ. 

Сферы применения биодизеля

Биодизелем заправляют технику в чистом и разбавленном виде. В качестве топлива применяют в легковых автомобилях, тепловозах, спецтехнике, тракторах, силовых установках стационарного типа. Помимо применения в транспортных перевозках, сельском хозяйстве, с помощью биодизеля можно получить более экологичный вид отопления. На некоторых заводах и фабриках на биодизеле работает оборудование и механизмы производства.

В 2021 году в России приземлился самолет S7 из Тулузы. Его заправили топливом стандартного типа с добавлением биодизеля. Выброс углекислого газа на этом рейсе с биодизелем удалось снизить на 7%. 

Марки дизеля, в котором есть биогорючее, маркируют буквой «В» (biodiesel) и цифрами. Последние указывают, какой процент биологического топлива замешан в состав минерального дизеля. 

Заправка авто биодизелем: достоинства и недостатки 

Биодизелю стоит отдать предпочтение хотя бы потому, что для его изготовления требуются возобновляемые ресурсы, в отличие от нефтепродуктов. Уже в более чем 50 странах приняли и утвердили стандарты производства и качества биотоплива. 

В Малайзии, Индии потребление экологичного топлива — 20% от общего объема. Во Франции, Дании, Португалии, Индонезии биодизелем заправляют более 10% техники.

Другие преимущества этого топлива:

1. Высокая смазочная способность биодизельного топлива. За счет этого узлы мотора, выхлопной и топливной системы дольше служат.

2. Цетановое число более 51. Энергоемкое горючее можно изготавливать с еще большим цетановым числом благодаря увеличению объема метилового спирта в биодизеле. 

3. Универсальность применения. Биодизель подойдет большинству агрегатов с ДВС, не потребует их доработки, модификации конструкции.

4. Безопасность. Температура воспламенения биодизеля — от 150 градусов. В нормальных условиях горючее мало испаряется, поэтому риски несчастных случаев в быту и на производстве снижены.

5. Получение в процессе производства побочных продуктов, которые можно использовать в дальнейшем. Речь о глицерине, который активно применяют в косметологии, фармацевтике. Другой побочный продукт — зерновой дистиллят (сырье — кукуруза), который активно используют в сельском хозяйстве в виде подкормки крупного рогатого скота. 

6. Сравнительная ценовая доступность. Такое преимущество стало возможным ввиду роста цен на нефтепродукты. 

7. Биодизель разлагается в течение 28 дней без ущерба для экологии. 

Помимо достоинств, стоит помнить и о недостатках, которые отмечают в биодизеле:

1. Температура застывания. В условиях холодного климата использование биодизельного топлива в чистом виде невозможно. Есть два выхода. Первый — заправлять технику биодизелем в смеси с минеральным ДТ. Второй — подогревать топливопровод с биодизелем специальным оборудованием.

2. Низкая химическая стойкость биодизельного топлива из-за биологической активности. Срок хранения — не более 3–4 месяцев. 

3. Расход экологичного топлива превышает объем традиционного дизеля на 5–7% в таких же условиях работы.

Также для производства биодизеля требуются дополнительные площади под посев масличных культур.

Подведем итоги

Биодизель — хорошая альтернатива топливу из нефти. Таким горючим за рубежом пользуются уже более 20 лет. В России пока производство биодизеля на стадии анализа, расчетов, проб и ошибок. Себестоимость изготовления при этом высокая. 

Спрос на заправку биодизелем медленно, но верно растет. Его сильные стороны в виде экологичности, безотходности производства, независимости от запасов ископаемых привлекает инвесторов по всему миру. В перспективе прогнозируют рост такой сферы промышленности.

А пока нет возможности использовать продукты производства биодизеля массово, важно смысл заправлять машину проверенным классическим дизелем. Чтобы быть уверенным в качестве горючего, заправляйтесь на проверенных АЗС. С топливными картами от компании «ППР» надежные заправки будут всегда рядом: больше не придется специально выстраивать маршруты с их учетом. И это еще не все. Держатели карт получат контроль водителей, денег и горючего в мобильном приложении, возврат 20% НДС, аналитику расходов, страхование грузов, постоянную поддержку и многое другое.